Teh kaya akan fitokimia, yakni senyawa yang memberikan karakteristik pada tanaman (seperti warna dan bau) dan memiliki efek farmakologis saat seseorang mengonsumsinya. Fitokimia utama dalam teh adalah kafein dan polifenol.

Jumlah dan jenis fitokimia dalam teh bergantung pada bagaimana daun teh diproses. Misalnya, teh yan teroksidasi mengandung polifenol tingkat tinggi yang disebut katekin. Teh yang teroksidasi penuh kaya akan polifenol yang disebut theaflavin dan thearubigin.

"Teh hijau memiliki lebih banyak polifenol daripada teh hitam. Tetapi, teh hitam mengandung lebih banyak kafein," jelas ketua Departemen Nutrisi dan profesor nutrisi dan epidemiologi di Harvard T H Chan School of Public Health, Dr Frank Hu.